|
УДК 553.982:550.81(571.5) |
Палеогеоморфологические исследования при нефтегазопоисковых работах на Сибирской платформе
А. Н. ЗОЛОТОВ, М. В. ПРОНИЧЕВА, А. А. ЗИНОВЬЕВ, Г. Н. САВВИНОВА, Ю. Г. ТАКАЕВ (ВНИГНИ), С. Л. АРУТЮНОВ (ВостСибНИИГГиМС)
На современном этапе нефтегазопоисковых работ, составления комплексных программ, определения рациональных и перспективных направлений оптимизации методики поисков и разведки целесообразно рассмотреть возможности проведения палеогеоморфологических исследований (ПГИ) в геологических условиях Сибирской платформы. Если структурный анализ видимого современного рельефа уже применяется и нашел отражение на карте новейшей тектоники, то примеры изучения древних рельефов с нефтегазопоисковыми целями здесь пока единичны.
Погребенные рельефы - одна из важных составляющих геологического строения платформы. Они участвуют в формировании палеоструктуры, литолого-фациального облика пород, областей генерации УВ, путей их миграции, резервуаров и литолого-стратиграфических ловушек нефти и газа.
На совещании, посвященном геологическим условиям и методическим особенностям поисков залежей нефти и газа на Сибирской платформе (Иркутск, 1981 г.), были отмечены ограниченность фонда структур, второстепенное значение локального структурного фактора, очень большая изменчивость пластовых резервуаров, зональность развития коллекторов и широкое распространение ловушек стратиграфического и литологического типов. Сложность геологического строения Сибирской платформы, недостаточная изученность территории и другие неблагоприятные факторы обусловливают низкую эффективность геологопоисковых работ, и поэтому требуется разработка научно обоснованной методики, прежде всего локального прогноза коллекторов с привлечением широкого круга параметров, включая и данные о палеорельефе.
При определении возможности проведения ПГИ на Сибирской платформе учтен ряд данных: изученные палеорельефы нефтегазоносных провинций СССР и ряда зарубежных стран; материалы по стратиграфии, тектонике, палеогеографии, месторождениям нефти и газа [1].
Первый опыт реконструкции рельефа времени формирования продуктивной ярактинской пачки был проведен нами на Ярактинско-Аянской площади Непского свода (см. рисунок). Рассмотрим кратко полученные палеогеоморфологические данные. Известно, что ряд открытых месторождений нефти и газа на юге Сибирской платформы, в том числе Ярактинское и Аянское, приурочен к ловушкам литологического и стратиграфического типов [1, 5]. Ярактинское и Аянское нефтегазоконденсатные месторождения связаны с ярактинской базальной песчаной пачкой нижнемотской подсвиты венд-раннекембрийского возраста, залегающей с перерывом на фундаменте, что свидетельствует о значении палеорельефа фундамента для ее формирования. Литологические и палеогеографические особенности этой пачки достаточно хорошо изучены. Установлено, что ее отложения накапливались в прибрежно-морской обстановке. Однако генетическая природа песчаных тел пока не ясна, что обусловлено трудностями детального сопоставления практически немых толщ. Соотношение последних по площади интерпретируется по-разному, отсюда противоречивость выводов о генезисе кол лектора ярактинской пачки и, следовательно, сложность прогнозирования перспективных зон [2, 3, 4].
К анализу накопленного материала мы подошли с палеогеоморфологических позиций, заключающихся в нахождении основных граней рельефа, которые обусловливали площадь распространения пород-коллекторов и оказывали влияние на морфологию и генезис ловушек. Геоморфологическая карта (см. рисунок) составлена на основе изучения отложений между репером M11 и поверхностью фундамента по разработанной методике [6]. Карта отражает динамику развития рельефа от денудационного предъярактинского этапа к выравниванию в процессе ярактинской аккумуляции.
Изогипсы показывают ступенчатоблоковое строение рельефа в начале ярактинского времени. Поскольку рассматриваемая территория в тектоническом отношении относится к южному склону Непского свода, который в ярактинское время оказался под воздействием наступавшей с юга морской трансгрессии, а ранее представлял собой область денудации, в строении ярактинской пачки отразились черты континентальной и прибрежно-морской аккумуляции, следы «борьбы» моря и суши.
О развитии наземных процессов (в частности, эрозионных) свидетельствует строение базальной части ярактинской пачки. Одним из элементов рельефа, как бы «просвечивающего» с предъярактинской денудационной эпохи, являлись русловые протоки (см. рисунок) юго-восточного простирания, показанные на карте узкими затяжками изогипс вверх по региональному наклону. Здесь в основании ярактинской пачки (скв. 23, 20, 8 и др.) отмечаются прослои конгломератов или включения окатанной гальки. Присущее породам-коллекторам микроциклическое строение (неоднократное чередование грубозернистых и более тонких разностей песчаников) свидетельствует о неравномерном привносе материала с суши. Вместе с тем отсутствие характерной косой слоистости, обычно наблюдаемой в типичных аллювиальных толщах, объясняется перемывом материала в период морской трансгрессии, хотя некоторые морфологические черты русл могли проявляться и под уровнем моря.
Таким образом, характер распределения мощностей и строение ярактинской терригенной пачки свидетельствуют о том, что с началом трансгрессии произошло затопление русл и переотложение материала в прибрежноморских условиях. При этом фиксируются этапы более или менее длительного стояния береговых линий в процессе трансгрессии. Одна из них, показанная на карте нулевой изогипсой, морфологически выражена небольшим уступом (сгущением изопахит) и трансгрессивным строением разрезов ярактинской пачки, что четко видно, например, при сопоставлении скв. 41 и 52. Здесь вблизи уступа происходит выклинивание нижней части разреза; к этой береговой линии приурочены русловые протоки. Другой, более значительный по амплитуде уступ отмечается на профиле скв. 54 и 44.
При изучении литологического состава и мощности песчаного пласта-коллектора, залегающего непосредственно на поверхности фундамента, установлено наличие двух узких зон, где мощность песчаного тела превышает 10 м. Одна из них трассируется вдоль скв. 20-16-9, а вторая - от скв. 19 к скв. 55, что хорошо согласуется с общим поведением изопахит ярактинской пачки, значения которых пересчитаны на абсолютные отметки соответственно условно принятой береговой линии (см. рисунок).
На этапе максимального развития трансгрессии исследуемая территория превратилась в прибрежно-морскую равнину, где перераспределение и аккумуляция материала происходили уже под действием волновых процессов, что приводило к образованию пляжей, кос и других прибрежных форм, широко развивающихся при интенсивном выносе обломочного материала с суши. Поскольку более постоянное поступление материала с суши было на Ярактинской площади, в то время как на Аянской существование русл проблематично (возможно, они были короче и менее продолжительны), площадь распространения пласта-коллектора и его мощность различны в пределах этих двух площадей. Кроме того, пятнистость в распределении коллектора на Аянской площади объясняется и более сложным блоково-ступенчатым строением рельефа фундамента, влияющего на характер распределения осадков в процессе их аккумуляции.
На профиле 1-1 (см. рисунок, Б) показано, что залежь с севера экранируется зоной выклинивания коллектора, которая, по-видимому, опоясывает Непский палеосвод. Учитывая это, дальнейшие перспективы ярактинской терригенной пачки и ее аналогов могут быть связаны с более северной частью восточного склона Непского свода, которая находилась в аналогичных условиях в предъярактинское и ярактинское время.
В региональном плане важную информацию для прогнозирования зон развития пород-коллекторов и ловушек можно было бы получить в результате восстановления палеорельефа фундамента в пределах всей Непско-Ботуобинской антеклизы, поскольку от его «неровностей» в значительной степени зависит характер распределения материала в процессе последующего осадконакопления.
На целесообразность проведения ПГИ указывают особенности геологических условий, строения резервуаров и нефтегазоносности Сибирской платформы.
1. Прерывистость разреза осадочного чехла, осложненного трапповыми интрузиями и образованного в дифференцированных тектонических условиях.
2. Значительные колебания мощности отложений в резервуарах, изменение их качественной характеристики. Проницаемые пласты и пачки разобщаются непроницаемыми прослоями или замещаются ими.
3. Приуроченность продуктивных горизонтов к верхней или нижней частям свит.
4. Наличие продуктивных ловушек неантиклинального типа.
Исходя из изложенных выше общегеологических предпосылок и первых детальных реконструкций древнего рельефа рассмотрим роль палеогеоморфологических исследований и конкретные области анализа.
Объектами палеогеоморфологии могут служить поверхности несогласия с над- и подперерывными толщами, континентальные и шельфовые обстановки осадконакопления.
В Лено-Тунгусской провинции наиболее древний объект - рифейский резервуар и сопряженные с ним формы рельефа фундамента и рифейского цикла морфогенеза. Примером связи рельефа фундамента и ловушки может служить стратиграфически экранированная выступом фундамента залежь в вилючанском горизонте Верхневилючанского месторождения. Подобные залежи могут быть встречены при изучении топографии фундамента. На Камовском своде перспективна рифейская карбонатная толща. Это доломиты на приподнятых, периодически осушавшихся участках мелководья, которые формировались как резервуары в условиях предвендского перерыва.
Следующий, перспективный объект- нижнемотский терригенный резервуар, включающий предмотскую поверхность несогласия и перекрывающую нижнемотскую подсвиту с возрастными аналогами (харыстанская и др.). Подсвита залегает на фундаменте и различных горизонтах рифея, и мощность ее непостоянна. Заслуживают внимания данные о нескольких циклопачках в свите, которые отражают различные обстановки осадконакопления, а, следовательно, и формы рельефа, с которыми связаны ловушки.
Крупный перспективный структурный элемент - Непско-Ботуобинская антеклиза неодновременно вступила в режим седиментации. На вершине ее денудация продолжалась до среднемотского времени, этим и обусловлено большое разнообразие венд-раннекембрийских рельефов, служивших как гранями при образовании коллекторов, так и ловушками нефти и газа.
Выше по разрезу, после венда - раннего кембрия весьма длительное время вплоть до позднего палеозоя преобладали условия карбонатного осадконакопления с перерывами на нескольких стратиграфических уровнях. В результате перерывов могли образовываться формы рельефа - потенциальные ловушки, связанные с карстовыми процессами (подобные известным в Татарии и Башкирии) или приуроченные к холмам - эрозионным останцам. Например, в шт. Огайо (США), нефтеносные доломиты ордовика сохранились в синклиналях и слагают вершины погребенных холмов (так называемый обращенный рельеф), которые и являются поисковыми объектами.
Не рассматривая рифы, необходимо обратить внимание на еще слабо исследованные зоны шельфов - приливно-отливные карбонатные равнины: эвапоритовые и себховые, которые сложены звапорито-доломитовой фацией, гипсами, ангидритами с включениями привнесенного песчаного материала, и широко распространены в недрах Сибирской платформы. Например, эти фации принимают участие в строении бельского, ачинского, Преображенского и других резервуаров; опыт изучения таких обстановок в па- леогеоморфологической практике имеется.
В верхней части осадочного чехла (верхний карбон-пермь) размещается верхнепалеозойский резервуар, сложенный субконтинентальной угленосной формацией, внутреннее строение которого весьма сложно и обусловлено, видимо, в немалой степени геоморфологической обстановкой позднего палеозоя.
Изучение интрузивных тел с геоморфологических позиций также будет способствовать решению поисковых задач.
В вилюйской части Хатангско-Вилюйской провинции важную роль должны играть ПГИ при прогнозе неантиклинальных ловушек. Например, в строении Неджелинского резервуара (Р2-T1) и его нефтегазоносности есть особенности, свидетельствующие о роли палеорельефа в формировании коллекторов: промышленная газоносность связана с самыми верхними горизонтами Р2-I, залегающими под несогласием, и T1-IVБ, расположенным в кровле неджелинского подкомплекса [7].
В северо-западной части Вилюйской синеклизы стратиграфический диапазон перерывов увеличивается с востока на запад (внутренняя, переходная, внешняя зоны), что влияло на формирование различных генетических типов рельефа и ловушек и число последних. Так, во внешней зоне континентальные нижне-среднеюрские толщи залегают с большим перерывом на палеозойских. Уже известны литологически ограниченные залежи на Средневилюйском, Толонском, Мастахском месторождениях, но генезис коллекторов пока не установлен.
На основании вышеизложенного и с учетом разработанности методов ПГИ [6] можно сделать следующие выводы и дать рекомендации применительно к территории Сибирской платформы.
1. При определении направления работ и методики их проведения целесообразно изучать древний рельеф с учетом палеогеоморфологического критерия. ПГИ в комплексе с литологопалеогеографическими исследованиями способствуют локальному прогнозу коллекторов и ловушек.
2. Основными направлениями ПГИ на ближайшие годы в Лено-Тунгусской провинции должны быть следующие:
a. создание региональной палеогеоморфологической модели строения нижнемотского терригенного резервуара Непско-Ботуобинской антеклизы, что позволит детализировать предыдущие работы и определить площади локальных, перспективных на нефть и газ участков. Весьма благоприятны прибрежные зоны «суша-море», которые исходя из реконструкции Ярактинско-Аянской площади могут быть разведаны прежде всего на восточном склоне Непского свода;
b. детальный палеогеоморфологический анализ Даниловской, Преображенской, Верхнечонской площадей Непского свода с целью изучения особенностей строения доломитовых резервуаров.
3. В Вилюйской синеклизе до проведения геофизических и буровых работ на поиски неантиклинальных ловушек выполнить палеогеоморфологический анализ геолого-геофизического материала для определения генетических типов ловушек и зон их распространения (например, в переходной зоне выклинивания отложений палеозоя и мезозоя).
4. При ПГИ необходимо использовать не только данные бурения, но и результаты сейсморазведочных работ, а также проводить специальные сейсмические исследования с последующей их геолого-геоморфологической интерпретацией в зонах выклинивания пород.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геология нефти и газа Сибирской платформы. Под ред. А. Э. Конторовича, В. С. Суркова, А. А. Трофимука. М., Недра, 1981.
2. Данилкин С.М. О баровом теле Марковской и Ярактинской зон нефтегазонакопления. - Геология нефти и газа, 1980, №6, с. 14-20.
3. Железнова А.П., Сидоренко А. С. Палеогеографические реконструкции при поисках литологических залежей нефти и газа на северо-востоке Иркутского амфитеатра. - Нефтегаз. геол. и геоф., 1977, № 1, с. 10-15.
4. Золотов А.Н., Тыщенко Л.Ф. Строение и нефтегазоносность подсолевых отложений Приленского района Сибирской платформы. - Геология нефти и газа, 1972, № 10, с. 8-12.
5. О типе газоконденсатной залежи Марковского месторождения / В.Г. Васильев, С.П. Максимов, М.М. Мандельбаум, В.В. Самсонов.- Нефтегаз, геол. и геоф., 1968, № 12, с. 3-6.
6. Проничева М.В., Саввинова Г.Н. Палеогеоморфологический анализ нефтегазоносных областей. М., Недра, 1980.
7. Условия и время формирования газоконденсатных залежей в пермо-триасовых отложениях Хапчагайского вала / С.П. Максимов, В.Н. Ларкин, А.М. Бриндзинский, В.Е. Бакин.- Геология нефти и газа, 1979, №4, с 22-27.
Поступила 23/IV 1982 г.
Рисунок Палеогеоморфологическая карта ярактинского времени Ярактинско-Аянской площади (А) и палеогеологический разрез по линии I-I (Б).
1 - изогипсы палеорельефа, км; 2 - русловые потоки; 3 - береговой уступ одной из стадий стояния в процессе морской трансгрессии; 4 - область распространения песчаной пачки, развитой непосредственно на породах фундамента; 5 - изопахиты базальной песчаной ярактинской пачки, км; 6 - скважины; 7 - линия профиля; 8 - глины; 9 - пески, песчаники, конгломераты; 10 - породы фундамента